DE2322158B2 - METHOD FOR PRODUCING A CARBIDE LAYER ON THE SURFACE OF AN IRON, ALLOY OR SINTER CARBIDE ARTICLE - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A CARBIDE LAYER ON THE SURFACE OF AN IRON, ALLOY OR SINTER CARBIDE ARTICLEInfo
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Description
5050
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Carbidschicht auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstandes durch Behandeln des Gegenstandes bei Temperaturen von 700° C bis 12000C in einem, das Carbid-bildende Metall als Halogensalz enthaltenden Bad, sowie ein Verfahren zur Herstellung des eingesetzten Behandlungsbades. b0The present invention relates to a method for forming a carbide layer on the surface of iron, iron alloy or Sintercarbidgegenstandes by treating the article at temperatures of 700 ° C to 1200 0 C in one, the carbide-forming metal as a halogen salt containing bath, as well as a Process for producing the treatment bath used. b0
Der Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstand mit der darauf gebildeten Carbidschicht hat eine wesentlich verbesserte Härte, Abriebfestigkeit und Bearbeitbarkeit.The iron, iron alloy or cemented carbide article with the carbide layer formed thereon has a significantly improved hardness, abrasion resistance and machinability.
Es sind bereits Verfahren zur Beschichtung oder (,5 Ausbildung einer Metallcarbidschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen bekannt. So beschreibt die japanische Patentanmeldung 44 87 805 ein Verfahren zur Bildung einer Carbidschicht eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente auf der Oberfläche von Metallgegenständen in einem geschmolzenen Behandlungsbad, das Borsäure oder ein Borat und ein Metall des Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente enthält. Dieses Verfahren kann eine gleichmäßige Carbidschicht ausbilden und ist sehr rentabel und billig. Die Carbide eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente, wie Vanadincarbid (VC), Niobcarbid (NbC) und Tantalcarbid (TaC), weisen im Bereich von Hv 2000 bis Hv 3000 (Mikro-Vickers-Härte) eine sehr große Härte auf. Die ausgebildete Carbidschicht besitzt daher einen höheren Härtewert und eine überlegene Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß und ist daher zur Oberflächenbehandlung von Formen, wie Matrizen und Stempeln, Werkzeugen, wie Stemmeisen, Kneifzangen und Schraubenziehern, Teilen von Werkzeugmaschinen, Automobilteilen, die einem Verschleiß unterworfen sind, besonders geeignet.There are already processes for coating or (, 5 formation of a metal carbide layer on the surface known from metal objects. Japanese patent application 44 87 805 describes a method to form a carbide layer of an element from group Va of the Periodic Table of the Elements the surface of metal objects in a molten treatment bath, boric acid or a Contains borate and a metal of the element of group Va of the Periodic Table of the Elements. This Process can form a uniform carbide layer and is very economical and cheap. The carbides an element of group Va of the Periodic Table of the Elements, such as vanadium carbide (VC), Niobium carbide (NbC) and tantalum carbide (TaC), show in the range from Hv 2000 to Hv 3000 (micro Vickers hardness) a very great hardship. The carbide layer that is formed therefore has a higher hardness value and a superior resistance to wear and tear and is therefore suitable for surface treatment of shapes such as dies and punches, tools such as chisels, pincers and screwdrivers, Parts of machine tools, automobile parts that are subject to wear and tear, are particularly suitable.
Weiterhin ist das Carbid eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente gegenüber Eisen oder Stahl bei einer hohen Temperatur viel härter und weniger reaktionsfähig als das aus Wolframcarbid gebildete Sintercarbid. Einem aus Sintercarbid hergestellten Schneidwerkzeug wird daher durch die Ausbildung einer Carbidschicht eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente auf seiner Oberfläche eine wesentlich erhöhte Lebensdauer bzw. Gebrauchstüchtigkeit verliehen. Jedoch benötigt man bei diesem Verfahren eine relativ lange Zeit für die Herstellung des Behandlungsbades, da sich die zur Behandlung vorgesehenen Metallteilchen sehr langsam lösen und sich mitunter zur Behandlung vorgesehene Metallpartikel auf der gebildeten Carbidschicht ablagern und dadurch die Fläche der Schicht rauh machen können. Die DT-PS 8 98 705 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Diffusionsüberzügen auf Gegenständen aus Eisen oder eisenhaltigen Legierungen, bei welchem man Salzbäder, die das Überzugsmetall bzw. die Überzugsmetalle, vorzugsweise als Halogensalz, enthalten und deren Hauptbestandteil Erdalkalichlorid, z. B. Bariumchlorid oder Magnesiumchlorid, ist, bei Temperaturen von etwa 700° bis 12000C so lange auf die Gegenstände einwirken läßt, bis sich auf diesen ein Diffusionsüberzug mindestens eines Metalls (außer Chrom) und gegebenenfalls eine darüberliegende Überzugsmetallschicht gebildet hat. Unter anderem werden auch Salzbäder mit einem Gehalt an Vanadinsalzen beschrieben. Nachteilig ist jedoch, daß zur Vermeidung einer Oxidation unter Schutzgas zu arbeiten ist, oder andere Schutzvorrichtungen, wie Abdecken des Salzbades mit Holzkohle, vorzusehen sind. Außerdem benötigt man bei diesem Verfahren Schmelztiegel aus Zirkonerde.Furthermore, the carbide of an element of group Va of the Periodic Table of the Elements is much harder and less reactive to iron or steel at a high temperature than the cemented carbide formed from tungsten carbide. A cutting tool made from cemented carbide is therefore given a significantly increased service life or serviceability on its surface through the formation of a carbide layer of an element of group Va of the Periodic Table of the Elements. However, this method takes a relatively long time to prepare the treatment bath, since the metal particles intended for treatment dissolve very slowly and metal particles intended for treatment occasionally deposit on the carbide layer formed, thereby making the surface of the layer rough. DT-PS 8 98 705 relates to a process for the production of diffusion coatings on objects made of iron or iron-containing alloys, in which one salt baths containing the coating metal or the coating metals, preferably as a halogen salt, and the main component of which is alkaline earth chloride, e.g. B. barium chloride or magnesium chloride, is allowed at temperatures of about 700 ° act to 1200 0 C and hold the objects until this one diffusion coating at least one metal (except chromium), and optionally an overlying coating metal layer is formed. Among other things, salt baths with a content of vanadium salts are also described. The disadvantage, however, is that to avoid oxidation it is necessary to work under protective gas, or to provide other protective devices, such as covering the salt bath with charcoal. This process also requires zirconia crucibles.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Bildung einer Carbidschicht auf der Oberfläche eines Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstandes durch Behandeln des Gegenstandes bei Temperaturen von 7000C bis 12000C in einem, das Carbid-bildende Metall als Halogensalz enthaltenden Bad zu schaffen, sowie ein Verfahren zur Herstellung des dafür erforderlichen Behandlungsbades zur Verfügung zu stellen.The present invention was based on the object of an improved method for forming a carbide layer on the surface of an iron, iron alloy or cemented carbide object by treating the object at temperatures from 700 0 C to 1200 0 C in a carbide-forming metal as To create a halogen salt-containing bath, and to provide a method for producing the treatment bath required for this.
Diese Aufgabe wurde nun durch ein Verfahren gelöst, bei welchem man den Gegenstand, der wenigstens 0,05% Kohlenstoff enthält, in ein Bad eintaucht, das ein Chlorid eines Carbid-bildenden Metalls der Gruppe VaThis object has now been achieved by a method in which the object, at least Contains 0.05% carbon, immersed in a bath containing a chloride of a Group Va carbide-forming metal
des Periodischen Systems der Elemente in einer Menge von 1 bis 40% und Borsäure und/oder Borat in einer Menge von 60 bis 99% enthält, und den Gegenstand zur Bildung einer Carbidschicht eines Elements der Gruppe Va des Periodischen System der Elemente auf seiner Oberfläche 10 Minuten bis 30 Stunden bei badtemperaturen von 800° bis 11000C in dem Bad bdäßt.of the Periodic Table of the Elements in an amount of 1 to 40% and boric acid and / or borate in an amount of 60 to 99%, and the object for forming a carbide layer of an element of group Va of the Periodic Table of the Elements on its surface 10 minutes to 30 hours at bath temperatures of 800 ° to 1100 0 C in the bath bdäßt.
Man erzielt auf diese Weise die Ausbildung einer Oberflächen-Carbidschicht von hoher Dichte und Gleichmäßigkeit. Eine so hergestellte Schicht enthält im ι ο Gegensatz zu nach bekannten Verfahren erhaltenen Cabidschichten, die unter Verwendung eines Behandlungsbades erzielt werden, das Metallpulver eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente enthält, keine ungelösten, aus dem Behändlungsbad stammenden Metallpartikel und weist eine hervorragende Glätte auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sicher und einfach durchzuführen und weniger kostspielig als die bisherigen Verfahren. Das Chiorid des Carbid-bildenden Metalls kann leicht in geschmolzener Borsäure und/oder Borat gelöst werden und läßt keine festen Partikel zurück. Daher kann das Behandlungsbad, sobald das Behandlungsmaterial geschmolzen ist, ohne Alterung des Bades verwendet und trotzdem eine sehr glatte Carbidschicht an der Oberfläche des Gegenstandes gebildet werden.In this way, the formation of a surface carbide layer of high density and Uniformity. A layer produced in this way contains in contrast to that obtained by known processes Cabid layers obtained using a treatment bath, the metal powder one Elements of group Va of the Periodic Table of the Elements does not contain any undissolved material from the treatment bath originating metal particles and has an excellent smoothness. The inventive Procedure is safe and easy to perform and less costly than previous procedures. That Chloride of the carbide-forming metal can easily be dissolved in molten boric acid and / or borate and leaves no solid particles behind. Therefore, the treatment bath can be used as soon as the treatment material is melted is used without aging the bath and still has a very smooth carbide layer on the Surface of the object are formed.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet man als Chlorid Vanadinchlorid, Niobchlorid und/oder Tantalchlorid.According to a preferred embodiment of the present invention, the chloride used is vanadium chloride, Niobium chloride and / or tantalum chloride.
Es ist vorteilhaft, als Borat Natriumborat und/oder jo Kaliumborat zu verwenden.It is advantageous to use sodium borate and / or jo as the borate Use potassium borate.
Der zu vergütende Eisenlegierungsgegenstand ist bevorzugt aus Kohlenstoffstahl oder Legierungsstahl, die wenigstens 0,05% Kohlenstoff enthalten, hergestellt.The iron alloy object to be tempered is preferably made of carbon steel or alloy steel, containing at least 0.05% carbon.
Es wird ferner bevorzugt, daß der Sintercarbidgegenstand aus versintertem Wolframcarbid, das Kobald enthält, hergestellt ist.It is also preferred that the cemented carbide article made from cemented tungsten carbide, the cobalt contains, is produced.
Die vorteilhafte Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen und den erläuternden Zeichnungen.The advantageous mode of operation of the method according to the invention results from the following description of the specific embodiments and the explanatory drawings.
F i g. 1 ist eine Mikrofotografie, die eine Vanadincarbidschicht zeigt, welche auf der Oberfläche eines Kohlenstoff-Werkzeugstahls nach Beispiel 1 ausgebildet wurde.F i g. 1 is a photomicrograph showing a vanadium carbide layer shows which are formed on the surface of a carbon tool steel according to Example 1 became.
F i g. 2 ist eine Mikrofotografie, die eine Vanadincarbidschicht zeigt, welche auf der Oberfläche eines Sintercarbidgegenstandes, der 9 Gewichtsprozent (wobei die nachfolgend angegebenen Prozentsätze sich auf das Gewicht beziehen) Kobalt enthält, nach Beispiel 3 ausgebildet wurde.F i g. 2 is a photomicrograph showing a vanadium carbide layer deposited on the surface of a Cemented carbide article, which is 9 percent by weight (the percentages given below being based on refer to the weight) contains cobalt, was formed according to Example 3.
Fig.3 ist ein Röntgenbeugungsbild der in Fig.2 gezeigten Schicht.Fig.3 is an X-ray diffraction pattern of the Fig.2 layer shown.
F i g. 4 ist eine Mikrofotografie, die eine Niobcarbidschicht zeigt, die auf einem Sintercarbid nach Beispiel 4 ausgebildet wurde.F i g. 4 is a photomicrograph showing a niobium carbide layer deposited on a cemented carbide according to Example 4. FIG was trained.
Um das Behandlungsbad zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen, geht man so vor, daß man Borsäure oder Borat bis zum Schmelzen erhitzt, das Chlorid zu der Schmelze zugibt und die ω Schmelze mischtTo prepare the treatment bath for carrying out the method according to the invention, one walks so before that boric acid or borate is heated until it melts, the chloride is added to the melt and the ω Melt mixes
Es ist jedoch auch möglich und mitunter vorteilhaft, daß man eine Mischung von Chlorid und Borsäure oder Borat herstellt und das Gemisch dann bis zum Schmelzen erhitzt. ' h>However, it is also possible and sometimes advantageous that a mixture of chloride and boric acid or Produces borate and then heats the mixture until it melts. 'h>
Als Chlorid eines Elements der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente kann Vanadinchlorid (VCl3, VCl4), Niobchlorid (NbCl3) und Tantalchlorid () und als Borat Natriumborat (Borax; Na2B4O7), Kaliumborat (K2B4O7) u.dgl. verwendet werden. Es können in dem Behandlungsbad ein oder mehrere Chloride enthalten sein. Die Borsäure und das Borat haben die Funktion, Metalloxid zu lösen und die Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes freizuhalten, wobei weiterhin die Borsäure und das Borat ungiftig und schwer zu verdampfen sind. Man kann daher das Verfahren der vorliegenden Erfindung ohne weiteres an der Luft durchführen. Vanadium chloride (VCl 3 , VCl 4 ), niobium chloride (NbCl 3 ) and tantalum chloride () and the borate sodium borate (Borax; Na 2 B 4 O 7 ), potassium borate (K2B4O7) can be used as the chloride of an element of group Va of the Periodic Table of the Elements. and the like can be used. One or more chlorides can be contained in the treatment bath. The function of boric acid and borate is to dissolve metal oxide and keep the surface of the object to be treated exposed, while boric acid and borate are non-toxic and difficult to evaporate. The process of the present invention can therefore be readily carried out in air.
Wie oben bereits erwähnt, kann die Menge des in dem Bade vorhandenen Chlorids zwischen 1 bis 40% betragen. Bei Verwendung geringerer Chloridmengen als 1% würde die Bildung der Chloridschicht nicht einheitlich und für praktische Zwecke zu langsam ablaufen. Bei Anwesenheit von mehr als 40% des Chlorids steigt die Viskosität des Behandlungsbades zu stark an, so daß ein normales Arbeiten nicht möglich ist. Außerdem besitzt dann das Bad eine zu große Korrosivität.As mentioned above, the amount of chloride present in the bath can range from 1 to 40% be. If less than 1% of the chloride is used, the formation of the chloride layer would not occur run uniformly and too slowly for practical purposes. If more than 40% of the Chloride increases the viscosity of the treatment bath too much, so that normal work is not possible. In addition, the bath is then too corrosive.
Um die Viskosität des Behandlungsbades zu erniedrigen, kann ein Salz, wie Alkalimetallchlorid und/oder -fluorid zugesetzt werden.To lower the viscosity of the treatment bath, a salt such as alkali metal chloride and / or can be used -fluoride can be added.
Der zur Behandlung vorgesehene Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstand muß wenigstens 0,05% Kohlenstoff und sollte vorzugsweise 0,1% Kohlenstoff oder mehr enthalten. Der in dem Gegenstand enthaltene Kohlenstoff wird während des Verfahrens gemäß der Erfindung die Carbidverbindung bilden. Es wird angenommen, daß der Kohlenstoff in dem Gegenstand zu dessen Oberfläche diffundiert und mit dem Element der Gruppe Va des Periodischen Systems der Elemente aus dem Behandlungsbad reagiert, wodurch das Carbid an der Oberfläche des Gegenstandes gebildet wird. Zur Bildung der Carbidschicht ist ein höherer Gehalt an Kohlenstoff in dem Gegenstand vorzuziehen. Eisen-, Eisenlegierungs- oder Sintercarbidgegenstände, die weniger als 0,05% Kohlenstoff enthalten, bilden keine gleichmäßigen und dicken Carbidschichten aus. Es kann jedoch ein Gegenstand, der nur im Oberflächenteil wenigstens 0,05% Kohlenstoff enthält, gemäß Erfindung zur Bildung einer Oberflächen-Carbidschicht behandelt werden. So kann beispielsweise ein Gegenstand aus reinem Eisen, der zur Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes im Oberflächenbereich einsatzgehärtet ist, im Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.The iron, iron alloy, or cemented carbide article to be treated must be at least 0.05% carbon and should preferably contain 0.1% carbon or more. The one in that The carbon contained in the article becomes the carbide compound during the method according to the invention form. It is believed that the carbon in the article diffuses to its surface and with the element of group Va of the Periodic Table of the Elements from the treatment bath reacts, whereby the carbide is formed on the surface of the object. To form the carbide layer a higher content of carbon in the article is preferable. Iron, iron alloy or Cemented carbide articles containing less than 0.05% carbon do not form uniform and thick layers of carbide. However, it can be an object that is only in the surface part at least Contains 0.05% carbon, treated according to the invention to form a surface carbide layer will. For example, an object made of pure iron that increases the carbon content case-hardened in the surface area is used in the method of the present invention will.
In dieser Besenreibung wird unter Eisen kohlenstoffenthaltendes Eisen oder einsatzgehärtetes Eisen, unter Eisenlegierung Kohlenstoffstahl und Legierungsstahl, und unter Sintercarbid gesintertes Wolframcarbid, das Kobald enthält, verstanden. Das Sintercarbid kann eine geringe Menge an Titancarbid, Niobcarbid, Tantalcarbid u. dgl. enthalten.In this abrasion, carbon is used under iron Iron or case-hardened iron, among ferrous alloy carbon steel and alloy steel, and cemented carbide means cemented tungsten carbide containing cobalt. The cemented carbide can be contain a small amount of titanium carbide, niobium carbide, tantalum carbide and the like.
In manchen Fällen kann in dem Behandlungsbad enthaltener Kohlenstoff als Kohlenstoffquelle zur Bildung der Carbidschicht an der Oberfläche des Gegenstands verwendet werden. Jedoch ist in diesem Falle die Bildung der Carbidschicht nicht stabil und daher die Verwendung von Kohlenstoff in dem Behandlungsbad unzweckmäßig.In some cases, carbon contained in the treatment bath can be used as a carbon source Formation of the carbide layer on the surface of the article can be used. However, in this one If the formation of the carbide layer is not stable and therefore the use of carbon in the Treatment bath unsuitable.
Vor Beginn der Behandlung ist es wichtig, die Oberfläche des Gegenstands zur Bildung einer guten Carbidschicht zu reinigen, wozu man Rost und öl von der Oberfläche des Gegenstandes mit wässerigen sauren Lösungen oder einer anderen Flüssigkeit abwäscht.Before starting treatment, it is important to have the surface of the object to form a good one To clean the carbide layer, this involves removing rust and oil from the surface of the object with water acidic solutions or another liquid.
Bei sinkender Behandlungstemperatur erhöht sich die Viskosität des Behandlungsbades allmählich und die Dicke der gebildeten Carbidschicht nimmt ab. Bei einer relativ hohen Behandlungstemperatur verschlechtert sich das Behandlungsbad ziemlich rasch. Auch wird die Qualität des Materials, aus dem der Gegenstand hergestellt ist, durch Vergrößerung der Kristallkorngröße des Materials verschlechtert.As the treatment temperature falls, the viscosity of the treatment bath increases gradually and the The thickness of the carbide layer formed decreases. Deteriorated at a relatively high treatment temperature the treatment bath moves up fairly quickly. Also is the quality of the material that makes up the item is made is deteriorated by increasing the crystal grain size of the material.
Die Behandlungszeit hängt von der gewünschten Dicke der zu bildenden Carbidschicht ab. Ein kürzeres Erhitzen als 10 Minuten wird jedoch praktisch keine Ausbildung einer Carbidschicht bewirken, obgleich die endgültige Festlegung der Behandlungsdauer von der Behandlungstemperatur abhängt. Bei zunehmender Behandlungsdauer wird sich die Dicke der Carbidschicht entsprechend erhöhen. Bei der praktischen Durchführung kann eine annehmbare Schichtdicke in 30 Stunden oder darunter erzielt werden. Der bevorzugte Bereich für die Behandlungszeit liegt daher zwischen 10 Minuten und 30 Stunden.The treatment time depends on the desired thickness of the carbide layer to be formed. A shorter one However, heating for more than 10 minutes will cause practically no formation of a carbide layer, although the final determination of the treatment time depends on the treatment temperature. With increasing Treatment duration will increase the thickness of the carbide layer accordingly. In the practical When carried out, an acceptable film thickness can be achieved in 30 hours or less. The preferred one The range for the treatment time is therefore between 10 minutes and 30 hours.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Tiegel aus Graphit oder wärmeresistentem Stahl durchgeführt werden. Der Ausschluß von Luftsauerstoff ist nicht erforderlich.The method according to the invention can be carried out in a crucible made of graphite or heat-resistant steel be performed. It is not necessary to exclude atmospheric oxygen.
Die nachfolgenden Bespiele erläutern die Erfindung.The following examples explain the invention.
100 g Borax werden in einem, in einem elektrischen Ofen unter Luftzutritt befindlichen Graphittiegel (Innendurchmesser 35 mm) auf 900°C erhitzt und geschmolzen. In die Boraxschmelze werden 16 g Vanadinchlorid-(VCl3)pu!ver eingetragen und zur Herstellung des Behandlungsbades gemischt. Dann wird eine Probe von 5 mm Durchmesser und 40 mm Länge aus Kohlenstoff-Werkzeugstahl (JIS SK4 mit einem Gehalt von 1,0% Kohlenstoff) in die Schmelze eingetaucht und 2 Stunden darin gelassen. Nach dem Herausnehmen wird die Probe an der Luft getrocknet. Das an der Oberfläche der Probe haftende Behandlungsmaterial wird durch Waschen mit heißem Wasser entfernt und dann die so behandelte Probe untersucht. Die Oberfläche des Probenstückes war sehr glatt. Nach Schneiden und Polieren des Probestückes wurde die Probe mikrographisch untersucht, wobei festgestellt wurde, daß eine in F i g. 1 gezeigte Schicht ausgebildet worden war. Die Dicke der Schicht betrug etwa 7 μιη. Die Schicht wurde mittels Röntgenbeugung und Röntgenmikroanalyse als Vanadincarbid (VC) identifiziert. Bor wurde in der behandelten Probe nicht festgestellt.100 g of borax are placed in a graphite crucible in an electric furnace with access to air (Inner diameter 35 mm) heated to 900 ° C and melted. In the borax melt 16 g Vanadium chloride (VCl3) powder entered and mixed to produce the treatment bath. Then it will be a sample of 5 mm in diameter and 40 mm in length made of carbon tool steel (JIS SK4 with a Content of 1.0% carbon) immersed in the melt and left in it for 2 hours. After this Removing the sample is air-dried. The treatment material adhering to the surface of the sample is removed by washing with hot water, and then the sample so treated is examined. The surface of the sample was very smooth. After cutting and polishing the specimen, the The sample was examined micrographically, it being found that one in FIG. 1 layer shown had been. The thickness of the layer was about 7 μm. The layer was identified as vanadium carbide (VC) by X-ray diffraction and X-ray microanalysis. Boron was not detected in the treated sample.
700 g Borax wurden in einem Graphittiegel von 80 mm Innendurchmesser placiert und in einem elektrischen Ofen unter Luftzutritt auf 950°C bis zum Schmelzen des Tiegelinhalts erhitzt. Dann wurden zu der Schmelze 120 g Niobchloridpulver zugegeben und das Ganze gemischt. Anschließend wurde eine Probe vom 8 mm Durchmesser und 40 mm Länge au: Werkzeug-Legierungsstahl (JIS SKD61, 0,45% Kohlen stoffgehalt) in die Schmelze eingetaucht, 2 Stunder darin belassen, dann entnommen und an der Lufi gekühlt. Das an der Oberfläche der Probe haftende Behandlungsmaterial wurde durch Waschen mit heißem Wasser entfernt. Die Oberfläche der behandelten Probe war sehr glatt. Nach Schneiden und Polieren der Probe ι» wurde der Querschnitt mikrographisch, mittels Röntgenbeugung und Röntgenmikroanalyse untersucht. Die gebildete Schicht bestand aus Niobcarbid; ihre Dicke betrug etwa 4 μπι.700 g of borax were placed in a graphite crucible of 80 mm inner diameter and in a electric furnace heated to 950 ° C with access to air until the contents of the crucible melt. Then were to 120 g of niobium chloride powder were added to the melt and the whole was mixed. This was followed by a sample of 8 mm diameter and 40 mm length also: tool alloy steel (JIS SKD61, 0.45% carbon substance content) immersed in the melt, left in it for 2 hours, then removed and attached to the air chilled. The treatment material adhered to the surface of the sample was removed by washing with hot Water removed. The surface of the treated sample was very smooth. After cutting and polishing the sample The cross-section was examined micrographically, by means of X-ray diffraction and X-ray microanalysis. the layer formed consisted of niobium carbide; their thickness was about 4 μm.
B e i s ρ i e I 3B e i s ρ i e I 3
100 g Boraxpulver wurden in einem Graphittiegel placiert und in einem elektrischen Ofen unter Luftzutritt auf 10000C bis zum Schmelzen des Inhalts erhitzt. Dann wurden 38 g Vanadinchlorid-(VCl3)puIver mit einer kleineren Teilchengröße als 0,149 mm in den geschmolzenen Borax eingetragen und gemischt. Danach wurde eine Probe aus Sintercarbid, das aus 91% Wolframcarbid und 9% Kobalt bestand, von 1 mm Dicke, 5,5 mm Breite und 30 mm Länge in die Schmelze eingetaucht, 15 Stunden darin belassen, dann entnommen und an der Luft getrocknet. Das an der Oberfläche der Probe haftende Behandlungsmaterial wurde durch Eintauchen der Probe in heißes Wasser entfernt. Die Oberfläche der behandelten Probe war glatt. Nach Schneiden und Polieren der Probe wurde die Querschnittsfläche der Probe mikrographisch und mittels Röntgenbeugungs- und Röntgenmikroanalyse untersucht. Es wurde festgestellt, daß eine Schicht, wie in F i g. 2 gezeigt, vorlag. Durch Röntgenbeugung wurden starke Vanadincarbid-(VC)beugungslinien der Schicht festgestellt, deren Röntgenbeugungsbild in F i g. 3 zu sehen ist. Mittels Röntgenmikroanalyse wurde festgestellt, daß die Schicht eine große Menge Vanadin enthielt. Die Härte der Schicht, gemessen an der Oberfläche der Probe, betrug Hv 2983 (Mikro-Vickers-Härte). Ebenso wurde die Härte des Grundmaterials der Probe gemessen, die einen Wert von Hv 1525 hatte.100 g borax powder were placed in a graphite crucible and heated in an electric furnace under air access at 1000 0 C to melt the contents. Then 38 g of vanadium chloride (VCl 3 ) powder with a particle size smaller than 0.149 mm were added to the molten borax and mixed. Thereafter, a sample of cemented carbide consisting of 91% tungsten carbide and 9% cobalt, 1 mm thick, 5.5 mm wide and 30 mm long, was immersed in the melt, left in it for 15 hours, then removed and air-dried. The treatment material adhering to the surface of the sample was removed by immersing the sample in hot water. The surface of the treated sample was smooth. After cutting and polishing the sample, the cross-sectional area of the sample was examined micrographically and by means of X-ray diffraction and X-ray microanalysis. It was found that a layer as shown in FIG. 2 shown, existed. Strong vanadium carbide (VC) diffraction lines of the layer were found by X-ray diffraction, the X-ray diffraction pattern of which is shown in FIG. 3 can be seen. It was found that the layer contained a large amount of vanadium by means of X-ray microanalysis. The hardness of the layer, measured on the surface of the sample, was Hv 2983 (micro Vickers hardness). The hardness of the base material of the sample, which had a value of Hv 1525, was also measured.
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 3 wurde ein Behandlungsbad aus 100 g Borax und 25 g Niobchlorid hergestellt. Dann wurde eine Probe der gleichen Größe und des gleichen Materials wie in Beispiel 3 4 Stunden lang bei 10000C behandelt. Durch die Behandlung wurde die in F i g. 4 gezeigte Schicht auf der Oberfläche der Probe gebildet. Auch diese Schicht wurde mittels Röntgenbeugung, Röntgenmikroanalyse und Vicker's-Hardness-Tester geprüft. Es wurden starke Niobcarbid-(NbC)beugungslinien festgestellt. Die Schicht enthielt eine große Menge Niob, und die Härte der Schicht betrug etwa Hv 2750.In a manner similar to Example 3, a treatment bath was prepared from 100 g of borax and 25 g of niobium chloride. Then a sample of the same size and the same material as in Example 3 was treated at 1000 ° C. for 4 hours. The treatment in FIG. 4 is formed on the surface of the sample. This layer was also tested by means of X-ray diffraction, X-ray microanalysis and Vicker's Hardness tester. Strong niobium carbide (NbC) diffraction lines were observed. The layer contained a large amount of niobium, and the hardness of the layer was about Hv 2750.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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